氧化锌(ZnO)是一种宽带隙多功能半导体材料。由于其优良的物理及化学特性,ZnO在纳米发电机、气敏传感器、太阳能电池和光催化等领域具有广阔的应用前景,受到了人们的广泛关注。石墨烯(graphene)是单原子厚度的碳原子层,其结构与展开的碳纳米管相似。自2004年问世以来,因其独特的物理及化学性质,石墨烯在光学、电学、传感器、催化剂等领域表现出巨大的潜在应用价值。随着社会经济的不断发展和环境问题日益突显,光催化剂作为一种降解有机污染物的高效、绿色环保催化剂,越来越受到人们的关注。目前应用最广泛的光催化材料是Ti02及其复合物,但是其成本较高且不易回收利用。相比之下,ZnO具有与Ti02相似的带隙,安全无毒且成本更低,甚至在降解某些污染物时表现出比TiO：更高的光催化效率,因此,ZnO成为光催化领域一个更好的选择。此外,由于独特的结构和性能,氧化石墨烯(GO)巨大的比表面积可吸附有机污染物,其特殊结构可调节复合材料的光吸收范围。因此,将ZnO和氧化石墨烯有机结合起来,采取较为简单的方法制备出更为高效和成本低廉的复合光催化剂,在光催化降解有机污染物领域具有重大意义。本文的主要研究内容和取得的结果如下：(1)采用低温水溶液法在玻璃基底上生长ZnO纳米棒(ZnO nanorods, ZnO NRs),通过XRD和SEM表征研究了实验参数对制备的ZnO纳米棒的形貌和结构的影响,并通过PL谱研究了ZnO纳米棒的缺陷状态。结果显示：四层种子层,硝酸锌和HMT浓度比为1：l时生长的ZnO纳米棒具有最好的结构和形貌；随着硝酸锌和HMT浓度比的增大,制备的ZnO纳米棒的均匀性越来越差,产生的氧空位缺陷和结构缺陷越来越多。(2)为了便于研究ZnO的光催化性能,我们用无基底自组装法制备了ZnO纳米棒,用均匀沉淀法制备了ZnO纳米颗粒(ZnO nanoparticles, ZnO NPs)。通过XRD和SEM发现,无基底自组装法生长的ZnO纳米棒具有明显的C轴择优取向,其直径在500nm左右,长度在5μm左右,而且具有较多的结构缺陷；通过均匀沉淀法制备的ZnO纳米颗粒平均粒径约在50nm左右,近似球形。通过紫外-可见吸收光谱和光催化实验我们发现,ZnO纳米棒和纳米颗粒的吸收谱基本一致,都是具有较强的紫外吸收能力,而对可见光基本不吸收,ZnO纳米棒的光吸收能力稍强于ZnO纳米颗粒：二者在紫外光照射下降解甲基橙的能力相差不大,最大降解率都能达到94%左右。(3)通过Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),并通过硼氢化钠、DMAB、抗坏血酸对其进行还原得到石墨烯(rGO)。结果表明：硼氢化钠对氧化石墨烯的还原速率最快,但是还原后容易出现团聚现象,得到的rGO分散性较差,缺陷也较多；DMAB和抗坏血酸对氧化石墨烯的还原速率较慢,但是可以得到分散性良好的rGO悬浮液,缺陷也相对少一点。根据不同的要求可以选用不同的还原剂。(4)分别制备了自组装ZnO纳米棒和ZnO纳米颗粒与GO的复合材料,并对两种复合材料进行了紫外-可见吸收光谱和光催化测试。结果表明：将ZnO与GO复合,可以明显提高ZnO对紫外光和可见光的吸收,在紫外光照射下两种ZnO/GO复合材料对甲基橙的降解率几乎均可达到100%,GO与ZnO的质量比不同时,对复合材料的光吸收和光催化能力有所影响,在我们的实验结果中,GO和ZnO纳米颗粒的质量比为1：20的复合物具有最好的光吸收能力和光催化性能。